Das Holz als Brennstoff
Wenn einem das Holzzerkleinern, das heißt, das Trennen der meterlangen Scheiter und Prügel mit der Kreissäge und besonders das spätere Spalten auf einem festen Hackstock mehr Spaß macht als das monotone Joggen, dann ist das meterlange Scheitholz einer der billigsten Brennstoffe. Das Erfolgserlebnis, vor einem Berg selbstgehacktem Holz zu stehen, das nächste Stück aufzustellen und mit einem herzhaften Schlag zu spalten, ist unbeschreiblich.
Das Einräumen in Keller oder Schuppen, nachdem man Sonne und Wind zum ordentlichen Übertrocknen genützt hat, entspricht dem tief in uns verankerten Vorratsdenken. Mit dem Schlichten entlang der sonnenseitigen Hauswand oder mit dem Errichten eines malerischen Scheitkegels wird unser Schönheitssinn angesprochen. Aber auch das ofenfertige Scheit wird heute, dank moderner Zerkleinerungsmethoden, zu einem Preis auf dem Markt angeboten, der Ihre Heizkosten gegenüber anderen Brennstoffen erheblich verringern hilft.
Holz ist der historisch älteste Brennstoff, den sich der Mensch zu Nutzen machte. Nach den zwei Verdrängungsprozessen im vorigen Jahrhundert durch die Kohle und in diesem Jahrhundert durch das Erdöl, erlebt das Holz als Energieträger eine Renaissance, die für manche überraschend kommt, für Eingeweihte jedoch nur eine folgerichtige Reaktion auf die unbegrenzte Öl(ver)schwendung der letzten drei Jahrzehnte darstellt. Holz ist ein sich dauernd erneuernder Brennstoff, es wächst in unseren Wäldern jährlich zu. Es wächst mehr Holz nach, als verwendet wird. Sein ärgster Feind ist der saure Regen, der durch die schwefelhaltigen Kohlen und Öle verursacht wird, die wir ja eben durch das Holz zu ersetzen trachten.
Wer Holz heizt verringert gleichzeitig die Quellen für das unsere Gesellschaft bedrohende Waldsterben.
Vom energetischen Standpunkt gibt es nicht so sehr gutes oder schlechtes Holz, sondern vielmehr schweres oder leichtes, trockenes oder feuchtes und gesundes oder faules Holz.
Holz hat immer einen gewissen Wassergehalt, selbst in Möbeln, Holzdecken und Parkettböden verarbeitetes Holz weist über 10 % Wassergehalt auf. Für die Lagerung und Verbrennung ist das Holz ausreichend trocken, wenn es zwischen 20 und 30 Gewichtsprozente Wasser aufweist. Es hat jeweils ein Kilogramm Holz von den verschiedenen Baumarten bei gleichem Wassergehalt nahezu den gleichen Heizwert. Im Volumsmaß (Festmeter, Raummeter, Schüttmeter) gemessen, sind bei gleichem Volumen manche Holzarten leichter und andere schwerer.
Die Raumdichte gibt an, wie viel wasserfreies Holz in einer Raumeinheit frischen Holzes enthalten ist. (Trockensubstanz vom Frischvolumen). Der Festmeter ist das forstliche Maß für Bäume. Ein Festmeter entspricht in etwa einem Kubikmeter Holz. Der Raummeter ist das forstliche Maß, nach dem meterlanges Brennholz, also Scheiter, Rollen und Prügel gehandelt wird. Der Festgehalt, also wie viel Holz tatsächlich in so einem Raummeter vorhanden sind. Der Festgehalt kann für Nadelholz, das in der Regel gerader anfällt, mit 0,70 – 0,75 und für Laubholz, das in der Regel krummliniger ist, mit 0,65 – 0,70 angenommen werden.
Im Schüttmeter wird ofenfertiges Scheitholz geliefert. Man muß den Anhänger, Container oder die Box, in denen die Brennscheiter geliefert werden, messen (Länge x Breite x Höhe) und erhält so die Anzahl der Schüttmeter. Der Festegehalt wird bei 0,65 liegen, d.h. dass im Behälter 65 % Holz und 35 % Zwischenräume sind. Der untere Heizwert Hu sagt aus, wie viel Energie nach Abzug der Wärme, die zur Verdampfung des im Holz befindlichen Wassers benötigt wird, das Holz in der Lage ist abzugeben. Gut trockenes Holz hat einen Wassergehalt von 25 % des jeweiligen Gewichtes. Im frisch geschlägerten Zustand hat Holz einen Wassergehalt von 50 – 60 %.
Wie bereits erwähnt, steigt der Heizwert jedes Holzes mit seiner Trocknung. Frisch geschlägert beträgt der Wassergehalt im Holz meist über 50 %. Je kleiner gespalten und je besser gelagert es wird, desto schneller erreicht es den gewünschten Wassergehalt um 25 %. Gut lagern bedeutet, an einer am Wind und der Sonne gut zugänglichen Stelle mit möglichst viel Zwischenräumen “aufstellen”, schlichten oder auch nur “schütten”. Steht kein Asphalt oder Beton befestigter Platz zur Verfügung, ist darauf zu achten, dass der darunter liegende Boden, an dessen Oberfläche dauernd Wasser verdunstet, das vom Holz aufgenommen werden kann, z. B. mit einer Plastikfolie bedeckt wird. Der Boden soll leicht geneigt sein, damit sich auf der Folie keine Regenwasser sammeln kann.
Meterlanges Holz soll immer auf sehr hohen Unterlagen liegen; wenn es keine zu große körperliche Anstrengung verursacht, sollte es besser 1,5 bis 2 m hoch als nur meterhoch geschichtet werden. Abgedeckt soll erst zufriedenstellend trockenes Holz werden 8 dies gilt besonders bei Verwendung von Plastikfolien. Wird feuchtes Holz abgedeckt, so kondensiert das dem Holz entweichende Wasser auf der Unterseite der Folie und tropft aufs Holz zurück. Ist der bloße Boden nicht bedeckt, gibt dieser zusätzlich laufend Wasser an das Holz ab und das gelagerte Holz trocknet überhaupt nicht ab. Es wird in manschen Fällen am Lager feuchter, als es ursprünglich war. Natürlich kann frisches Holz unter ein Flugdach geschüttet oder in Schuppen gelagert werden, wenn diese sehr gut durchlüftet sind. Erst das gut getrocknete Holz sollte, wenn es mehrere Tage nicht geregnet hat, in den Keller oder in einen anderen Vorratsraum gebracht werden. Unter breite Dachvorsprünge geschlichtet oder in Form eines Kegels oder einer Pyramide im Garten aufgestellt, schmückt der Holzvorrat das Haus und demonstriert praktiziertes Ölsparen in einer ansprechenden Form.
Hat man den Verbrennungsvorgang einigermaßen durchschaut, kann man zwar noch keinen Kessel bauen, aber man kann doch einen guten Ofen oder Kessel von einem zur Holzverbrennung schlecht geeigneten Apparat unterscheiden.
Die Holzverbrennung
Nicht nur eine rasche Austrocknung, sondern auch für eine bessere Verbrennung ist es notwendig, dass Holz geschnitten und gespalten wird. Um ein Holzverbrennungssystem besser einstufen zu können, muß man die Vorgänge bei der Holzverbrennung kennen. Holz ist ein ausgesprochen langflammiger Brennstoff. Während seiner Verbrennung gehen vorerst bis zu 85 Gewichtsprozent in Gasform über, um bei hohen Temperaturen zu zünden oder zu verbrennen. Da der eigentlichen Verbrennung die Trocknung – auch scheinbar sehr trockenes Holz beeinhaltet noch 20 – 25 % Wasser – vorangeht, während der das Wasser im Holz verdampft werden muß, verbraucht Holz vorerst Energie, ohne dass es noch selbst ausreichend Wärme erzeugt hat. Diese erste Wäreme muß mit extrem trockenem Unterzündmaterial wie Spandeln, Papper oder Papier erzeugt werden. Später nachgelegtes Holz bezieht diese “Startenergie” aus vorhandener Glut oder von aufgeheizten Schamottwänden.
Erst wenn ein Großteil des Wassers verdampft ist und die ersten Schwelgasse brennen, kommt es zu einem Wärmeüberschuß. In den bei starker Erwärmung des Holzes entstehenden Gasen befinden sich Teeröle und Pflanzensäuren, die den Ruf des Holzes als Brennstoff in der Vergangenheit mitunter geschädigt haben. Bei zu geringer Verbrennungstemperatur und Luftmangel könne diese Stoffe nämlich nicht zufriedenstellend verbrennen und schlagen sich nieder, sobald sie auf eine Kesselwand oder eine kalte Kaminwand stoßen; sie kondensieren.
Im Volksmund ist dieser Missstand als Ofen- und Kaminversottung oder Verpechung bekannt. Unverbrannte Pflanzensäuren zerfressen – korridieren – an der Kesselwand. Wenn die Schwelgase gut ausbrennen, hat man nicht nur das vorher beschriebene Übel beseitigt, sondern man hat eine Menge zusätzliche Energie gewonnen, und, was in der Zukunft wichtiger sein wird denn je, die Umwelt geschont. Da Holz so gut wie schwefelfrei ist, gehört es zu den umweltfreundlichsten Energiequellen. Die nach guter Verbrennung in geringen Mengen (0,5 – 1,0 Gewichtsprozent der Holzsubstanz) anfallende Asche kann, nach Beachtung einiger einfacher Regeln, als wertvoller Dünger eingesetzt werden. In einem Holzstück, wie es ein Scheit darstellt, schreitet der Verbrennungsvorgang stufen- und etappenweise fort.
Der Holzofen
Der Holzofen gibt die in ihm erzeugte Wärme direkt an den Raum, in dem er steht, ab. Es gibt wenig Erzeugnisse der letzten Jahrhunderte, die einen derart guten Ruf haben, wie der gute alte Kachelofen, der sich gerade in den letzten Jahren wieder ungeheurer Beliebtheit erfreut. Die in einem Kachelofen beheizten Raum geschätzte Behaglichkeit stammt von den langwelligen Infrarotstrahlen, die von dem aus gebrannten Ton bestehenden Kacheln in einem Spektrum abgegeben werden, das bewirkt, dass die Wärmestrahlung die Luft reaktionsfrei durchdringt und erst dann, wenn sie auf Wände, Möbel und natürlich auf die menschliche Haut stößt, diese erwärmt. Die Atemluft bleibt kühl, unbewegt und daher staubfrei.
Der Kachelofen braucht keinen Rost, denn die das Feuer umgebende Asche schützt die Glut vor Abkühlung, Die den Feuerraum umgebenden kompakten Schamottwände speichern die Wärme und machten den Kachelofen zum ersten Speicherofen. Wird nachgelegt, sorgt die die Feuerstelle umgebende Strahlungswärme im Inneren des Ofens für gute Entzündung und Verbrennung der Schwelgase. Lange Rauchzüge bewirken, dass die ausgebrannten Gase möglichst viel Wärme an die Ofenwände abgeben. Schwitzwasserbildung ist in einem guten Kachelofen unmöglich. Die zur Verbrennung notwendige Luft strömt durch Zugluftlöcher in der Feuertüre.
Bei vollem Feuer erhöht sich die Abgastemperatur und damit der Rauchfangzug. Ist die Glut nahezu ausgebrannt, sinkt die Abgastemperatur und damit der Rauchfangzug.
Andere Holzöfen sollte man danach beurteilen, wie ähnlich sie dem Kachelofen sind. Je mehr Schamott im Inneren, je länger die Rauchgaszüge, desto besser. Viel Stahl oder Gusseisen, direkte Verbindung zum Rauchfang und ein Rost sind schlecht und verringern die Nutzung der Abwärme. Im Allesbrenner verbrennt entweder nur ein Brennstoff gut, oder alle Brennstoffe verbrennen unzureichend.
Das Kilowattscheit
Ein trockenes Holzscheit mit einem Gewicht von ca. 300 g, das bei Buche oder Eiche ungefähr die anführten Abmessungen hat, erbringt in einem Kessel, der gerade mit einem Wirkungsgrad von 70 – 80 % verbrennt eine Kilowattstunde an Leistung.
Wie stell ich die Trockenheit fest bzw. wie kenn ich, ob das Holzscheit trocken ist?
1. Die Backofenmethode: Holzscheit auf der Küchenwaage abwiegen, dann bei ca. 150 Grad ca. 20 min. in den Backofen, dann rausnehmen und wieder abwiegen. Die Gewichtsdifferenz ist die Menge an enthaltenem Wasser.
2. Die Durchblasmethode: Holzscheit auf einer Seite mit Spucke befeuchten, verreiben und dann auf der anderen
Seite für 3 – 5 Sekunden fest hineinblasen, dann sofort wieder andere Seite betrachten – ist einer Blasenbildung erkennbar, ist das Holz gut trocken.